JPH033741A - ステージ可動支持装置 - Google Patents
ステージ可動支持装置Info
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- JPH033741A JPH033741A JP1132679A JP13267989A JPH033741A JP H033741 A JPH033741 A JP H033741A JP 1132679 A JP1132679 A JP 1132679A JP 13267989 A JP13267989 A JP 13267989A JP H033741 A JPH033741 A JP H033741A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体製造装置、検査装置、精密機械等の
種々の装置に適用できるステージ可動支持装置に関する
。
種々の装置に適用できるステージ可動支持装置に関する
。
近年、超ＬＳＩ等の発達のため、物体の位置決めの高精
度化、高速化、小型軽量化等の要求が高まっている。ま
た、バイオテクノロジの基礎技術として細胞微細操作用
マニピュレータ、計測器等におけるテーブル、支持台、
移動台等のステージを微動させるために、微動可能なア
クチュエータが必要とされている。これらの直線運動に
は、リニアアクチュエータが注目されている。
度化、高速化、小型軽量化等の要求が高まっている。ま
た、バイオテクノロジの基礎技術として細胞微細操作用
マニピュレータ、計測器等におけるテーブル、支持台、
移動台等のステージを微動させるために、微動可能なア
クチュエータが必要とされている。これらの直線運動に
は、リニアアクチュエータが注目されている。
従来、半導体製造装置、その検査装置等において使用さ
れているステージ可動支持装置では、ステージを空気浮
上させ、円滑な移動を行わせているのが現状である。
れているステージ可動支持装置では、ステージを空気浮
上させ、円滑な移動を行わせているのが現状である。
しかしながら、上記リニアアクチュエータは、移動台、
テーブル等のステージを支持し、案内し或いは駆動する
ため、支持用コントローラ、案内用コントローラ或いは
駆動用コントローラをそれぞれ有しており、装置自体の
部品点数が増加し、複雑化して経済的に高価なものにな
るという問題点を有している。或いは、」一部ステージ
可動支持装置では、空気浮上によって円滑な移動を行わ
せるが、装置自体のコストが高くなり、そのだめのコン
プレツサ等の付帯装置も多くなるという問題点があった
。
テーブル等のステージを支持し、案内し或いは駆動する
ため、支持用コントローラ、案内用コントローラ或いは
駆動用コントローラをそれぞれ有しており、装置自体の
部品点数が増加し、複雑化して経済的に高価なものにな
るという問題点を有している。或いは、」一部ステージ
可動支持装置では、空気浮上によって円滑な移動を行わ
せるが、装置自体のコストが高くなり、そのだめのコン
プレツサ等の付帯装置も多くなるという問題点があった
。
この発明の目的は、上記の問題点を解決することであり
、磁性流体の磁気的浮揚現象を利用して半導体製造装置
、検査装置等の装置のステージを支持、案内及び駆動す
るのに適用可能なものであり、磁性流体に磁場をかりる
と、空間に体積力の空間分布を生じるが、この現象が空
間的に流体の密度分布を生したことと同様の効果を与え
、その結果、流体中に流体の密度より大きな非磁性物体
を浮揚させることができるということに着眼して、該非
磁性物体を上記ステージで構成して該ステージの複数箇
所で」−記現象を作り出し、該ステージを３点、４点等
の複数点で支持するごとによってステージを精密に且つ
確実に支持し且つ移動させることができるステージ可動
支持装置を提供することである。
、磁性流体の磁気的浮揚現象を利用して半導体製造装置
、検査装置等の装置のステージを支持、案内及び駆動す
るのに適用可能なものであり、磁性流体に磁場をかりる
と、空間に体積力の空間分布を生じるが、この現象が空
間的に流体の密度分布を生したことと同様の効果を与え
、その結果、流体中に流体の密度より大きな非磁性物体
を浮揚させることができるということに着眼して、該非
磁性物体を上記ステージで構成して該ステージの複数箇
所で」−記現象を作り出し、該ステージを３点、４点等
の複数点で支持するごとによってステージを精密に且つ
確実に支持し且つ移動させることができるステージ可動
支持装置を提供することである。
この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、非磁性体から成り且
つテーパ面付き縁部を備えたステージと、該ステージの
前記テーパ面付き縁部の複数箇所に位置した鉄心間の各
空隙部に磁界によって保持した磁性流体を有するステー
ジ支持手段とを有し、前記鉄心に磁界をかりて前記磁性
流体に支持力及び変位力を付勢することによって前記ス
テージを移動可能に浮上支持することを特徴とするステ
ージ可動支持装置に関する。
成されている。即ち、この発明は、非磁性体から成り且
つテーパ面付き縁部を備えたステージと、該ステージの
前記テーパ面付き縁部の複数箇所に位置した鉄心間の各
空隙部に磁界によって保持した磁性流体を有するステー
ジ支持手段とを有し、前記鉄心に磁界をかりて前記磁性
流体に支持力及び変位力を付勢することによって前記ス
テージを移動可能に浮上支持することを特徴とするステ
ージ可動支持装置に関する。
また、このステージ可動支持装置は、前記鉄心をＣ字型
形状に形成し且つ前記鉄心の一部に永久磁石を挿入し、
該永久磁石によって定常磁界を前記鉄心の空隙部にかけ
て前記磁性流体を保持したものである。
形状に形成し且つ前記鉄心の一部に永久磁石を挿入し、
該永久磁石によって定常磁界を前記鉄心の空隙部にかけ
て前記磁性流体を保持したものである。
更に、このステージ可動支持装置は、前記鉄心に励磁コ
イルを巻き、該励磁コイルに供給する電流の大きさを変
えて前記鉄心間の前記各空隙部に与えられる磁界の強さ
を各々調節して前記磁性流体の形状を変化させ、前記ス
テージを移動調節するものである。
イルを巻き、該励磁コイルに供給する電流の大きさを変
えて前記鉄心間の前記各空隙部に与えられる磁界の強さ
を各々調節して前記磁性流体の形状を変化させ、前記ス
テージを移動調節するものである。
また、このステージ可動支持装置は、前記ステージの位
置を検出する位置センサーと、該位置センサーによる検
出信号に応答して前記鉄心間の前記各空隙部に与えられ
る磁界の強さを制御して前記ステージの位置を制御する
コントローラとを有するものである。
置を検出する位置センサーと、該位置センサーによる検
出信号に応答して前記鉄心間の前記各空隙部に与えられ
る磁界の強さを制御して前記ステージの位置を制御する
コントローラとを有するものである。
この発明によるステージ可動支持装置は、上記のように
構成されているので、次のように作用する。即ち、この
ステージ可動支持装置は、非磁性体から成るステージの
テーバ付き縁部の複数箇所を鉄心間の各空隙部に磁界に
よって保持した磁性流体に配置したので、磁性流体に磁
場をかけると、空間に体積力の空間分布を生じて空間的
に流体の密度分布を生したことと同様の効果を与え、そ
の結果、流体中に流体の密度より大きな非磁性物体であ
るステージを浮揚させることができる。ステージ自体に
はテーバ面が形成されているので、磁性流体の作力がス
テージにベクトル量として伝達され、従って、所定の磁
場の強さの下でステージは磁場極小の位置に静止し、こ
の位置からステージを少しでも移動させようとすると、
復元力が働いてもとの位置に戻り、ステージは丁度空間
に三次元的なばねで支えられた状態になり、磁性流体は
ステージに対して摩擦のない支持装置を構成する。更に
、各ステージ支持手段にお＆Ｊる磁場の強さを種々に変
化させることによって、該ステージ支持手段に支持され
ているステージの位置を移動させることができる。
構成されているので、次のように作用する。即ち、この
ステージ可動支持装置は、非磁性体から成るステージの
テーバ付き縁部の複数箇所を鉄心間の各空隙部に磁界に
よって保持した磁性流体に配置したので、磁性流体に磁
場をかけると、空間に体積力の空間分布を生じて空間的
に流体の密度分布を生したことと同様の効果を与え、そ
の結果、流体中に流体の密度より大きな非磁性物体であ
るステージを浮揚させることができる。ステージ自体に
はテーバ面が形成されているので、磁性流体の作力がス
テージにベクトル量として伝達され、従って、所定の磁
場の強さの下でステージは磁場極小の位置に静止し、こ
の位置からステージを少しでも移動させようとすると、
復元力が働いてもとの位置に戻り、ステージは丁度空間
に三次元的なばねで支えられた状態になり、磁性流体は
ステージに対して摩擦のない支持装置を構成する。更に
、各ステージ支持手段にお＆Ｊる磁場の強さを種々に変
化させることによって、該ステージ支持手段に支持され
ているステージの位置を移動させることができる。
以下、図面を参照して、この発明によるステージ可動支
持装置の実施例を説明する。第１図はこの発明によるス
テージ可動支持装置の一実施例を示す斜視図、第２図は
第１図のステージ可動支持装置を構成する基本原理を説
明するための説明図、及び第３図は第１図のステージ可
動支持装置の変位力を説明するための説明図である。
持装置の実施例を説明する。第１図はこの発明によるス
テージ可動支持装置の一実施例を示す斜視図、第２図は
第１図のステージ可動支持装置を構成する基本原理を説
明するための説明図、及び第３図は第１図のステージ可
動支持装置の変位力を説明するための説明図である。
第１図において、この発明によるステージ可動支持装置
はＡ側とＢ側で２点支持された状態の一実施例が示され
ている。ステージ１は、アクリル樹脂等の非磁性材から
形成された平板状の可動子であり、その両端の縁部には
、例えば、１０°の傾斜面に加工されたテーパ面９が形
成されている。
はＡ側とＢ側で２点支持された状態の一実施例が示され
ている。ステージ１は、アクリル樹脂等の非磁性材から
形成された平板状の可動子であり、その両端の縁部には
、例えば、１０°の傾斜面に加工されたテーパ面９が形
成されている。
このステージ１を移動可能に支持するステージ支持手段
は、主として、鉄心３、鉄心３の空隙部りに配置された
磁性流体２及び鉄心３に巻き」二げられた励磁コイル５
から構成されている。鉄心３は空隙部りを形成するよう
にＣ字型形状に形成されている。鉄心３の空隙部■７と
対向側には永久磁石４が挿入されている。更に、一対の
鉄心３．３がスペーサ６を対向して配置され、該鉄心３
の外周には一対の励磁コイル５．５が巻き上げられてい
る。また、鉄心３と鉄心３との間に形成した空隙部りに
は、磁性流体２が配置されている。ステージ１のテーパ
面９付き縁部の複数箇所（図では、Ａ側とＢ側の２箇所
）において、複数対（図では、２対）の鉄心３の空隙部
りが位置するように配置されている。鉄心３の空隙部り
に配置された磁性流体２ば、永久磁石４によって鉄心３
の空隙部りに定常磁界がかけられることによって保持さ
れている。また、永久磁石４によって鉄心３間の空隙部
Ｉ、に所定の磁界、即ち、所定値のバイアスをかりた状
態にしておく機能も有している。
は、主として、鉄心３、鉄心３の空隙部りに配置された
磁性流体２及び鉄心３に巻き」二げられた励磁コイル５
から構成されている。鉄心３は空隙部りを形成するよう
にＣ字型形状に形成されている。鉄心３の空隙部■７と
対向側には永久磁石４が挿入されている。更に、一対の
鉄心３．３がスペーサ６を対向して配置され、該鉄心３
の外周には一対の励磁コイル５．５が巻き上げられてい
る。また、鉄心３と鉄心３との間に形成した空隙部りに
は、磁性流体２が配置されている。ステージ１のテーパ
面９付き縁部の複数箇所（図では、Ａ側とＢ側の２箇所
）において、複数対（図では、２対）の鉄心３の空隙部
りが位置するように配置されている。鉄心３の空隙部り
に配置された磁性流体２ば、永久磁石４によって鉄心３
の空隙部りに定常磁界がかけられることによって保持さ
れている。また、永久磁石４によって鉄心３間の空隙部
Ｉ、に所定の磁界、即ち、所定値のバイアスをかりた状
態にしておく機能も有している。
なお、この実施例では、鉄心３間の空隙部りに配置され
た磁性流体を保持するための定常磁界を永久磁石４を設
けることによって達成しているが、しかしながら、該永
久磁石４に限ることなく、例えば、鉄心３の外周に巻き
上げた一対の励磁コイル５，５に所定の電流を常に流し
て空隙部りに定常磁界を与えることもできる。或いは、
磁性流体２を鉄心３間の空隙部りに機械的に保持させて
おくこともできる。
た磁性流体を保持するための定常磁界を永久磁石４を設
けることによって達成しているが、しかしながら、該永
久磁石４に限ることなく、例えば、鉄心３の外周に巻き
上げた一対の励磁コイル５，５に所定の電流を常に流し
て空隙部りに定常磁界を与えることもできる。或いは、
磁性流体２を鉄心３間の空隙部りに機械的に保持させて
おくこともできる。
この発明によるステージ可動支持装置は、上記のような
構成において、鉄心３に磁界をかりて磁性流体２に支持
力を付勢することによってステージ１を移動可能に浮上
支持することができる。後述するが、ステージ１を２点
支持した場合には、ステージ１は、例えば、Ｘ方向又は
Ｘ方向にのみ移動可能である。ステージ１を３点支持、
４点支持、或いはステージ１の大きさに応じて多数の部
位での多点支持を行った場合には、ステージ１はＸ−Ｘ
方向に移動可能になる。
構成において、鉄心３に磁界をかりて磁性流体２に支持
力を付勢することによってステージ１を移動可能に浮上
支持することができる。後述するが、ステージ１を２点
支持した場合には、ステージ１は、例えば、Ｘ方向又は
Ｘ方向にのみ移動可能である。ステージ１を３点支持、
４点支持、或いはステージ１の大きさに応じて多数の部
位での多点支持を行った場合には、ステージ１はＸ−Ｘ
方向に移動可能になる。
このステージ可動支持装置において、ステージ１を支持
即ち浮上させるための支持力即ち浮上刃、及びステージ
１を変位させる変位力は、次のようにして与えられる。
即ち浮上させるための支持力即ち浮上刃、及びステージ
１を変位させる変位力は、次のようにして与えられる。
ステージ１は、鉄心３に巻き上げた励磁コイル５に電流
を供給することによって、磁性流体２によって支持力が
付与される。また、鉄心３に巻き上げた励磁コイル５に
供給する電流の大きさを変えることによって鉄心３間の
各空隙部Ｉ、に与えられる磁界の強さを後述のコントロ
ーラの指令によって各々調節して磁性流体２の形状を変
化させるごとによって、ステージ１をＸ方向、Ｙ方向酸
いはＸ−Ｘ方向に移動調節することができる。
を供給することによって、磁性流体２によって支持力が
付与される。また、鉄心３に巻き上げた励磁コイル５に
供給する電流の大きさを変えることによって鉄心３間の
各空隙部Ｉ、に与えられる磁界の強さを後述のコントロ
ーラの指令によって各々調節して磁性流体２の形状を変
化させるごとによって、ステージ１をＸ方向、Ｙ方向酸
いはＸ−Ｘ方向に移動調節することができる。
ごのステージ可動支持装置に対して作用する支持力即ち
浮」二カ、及び変位力について、第２図及び第３図を参
照して説明する。
浮」二カ、及び変位力について、第２図及び第３図を参
照して説明する。
第２図において、Ｘ軸方向に所定の間隔を置いて配置さ
れているＡ側のステージ支持手段の鉄心３及びＢ側のス
テージ支持手段の鉄心３に対して、各励磁コイル５を励
磁して所定の磁界をかけると、鉄心３間の空隙部Ｉ５に
存在する磁性流体２の見掛けの比重が大きくなり、可動
子即ちステージ］への浮力Ｆが増大する。この浮力Ｆは
、ステージ１のテーバ付き縁部のテーパ面９に垂直に作
用するので、ステージ１を支持する支持力Ｆ２ば、下記
式で与えられる。
れているＡ側のステージ支持手段の鉄心３及びＢ側のス
テージ支持手段の鉄心３に対して、各励磁コイル５を励
磁して所定の磁界をかけると、鉄心３間の空隙部Ｉ５に
存在する磁性流体２の見掛けの比重が大きくなり、可動
子即ちステージ］への浮力Ｆが増大する。この浮力Ｆは
、ステージ１のテーバ付き縁部のテーパ面９に垂直に作
用するので、ステージ１を支持する支持力Ｆ２ば、下記
式で与えられる。
Ｆ２＝ Ｆ−ｃｏ３θ
この支持力Ｆ２が、ステージＩにかかる重力Ｆ。
より大きくなった時、ステージ１ば浮き」二がった状態
になる。ステージ１が浮き上がった状態では、ステージ
は、各鉄心３間の各磁性流体２によってＸ軸方向に対し
てばね支持状態即ち弾性支持状態で移動できないが、Ｙ
軸方向（第２図の紙面に対して垂直方向、又は第１図参
照）には変位可能な状態になっている。
になる。ステージ１が浮き上がった状態では、ステージ
は、各鉄心３間の各磁性流体２によってＸ軸方向に対し
てばね支持状態即ち弾性支持状態で移動できないが、Ｙ
軸方向（第２図の紙面に対して垂直方向、又は第１図参
照）には変位可能な状態になっている。
次に、Ｘ軸方向に所定の間隔を置いて配置されているＡ
側のステージ支持手段の鉄心３及びＢ側のステージ支持
手段の鉄心３に対して、各励磁コイル５を励磁してＡ側
とＢ側とに同一の磁界或いは異なった磁界をかけると、
ステージ１に対しては、Ａ側とＢ側には異なった浮力Ｆ
が作用する。
側のステージ支持手段の鉄心３及びＢ側のステージ支持
手段の鉄心３に対して、各励磁コイル５を励磁してＡ側
とＢ側とに同一の磁界或いは異なった磁界をかけると、
ステージ１に対しては、Ａ側とＢ側には異なった浮力Ｆ
が作用する。
従って、Ａ （ｉｌｌｌＪのステージ支持手段によって
ステー１ シｌに作用する変位力Ｆｎは、ステージ１が磁性流体２
から排除されようとする方向（Ｘ軸方向の正方向、第２
図では右方向、第３図では上方向）に働き、 即ち、ＦＡ＝ （ＦＡＩ ＋ ＦＡ２） Ｓ ｉ ｎθ
となる。同様に、Ｂ側のステージ支持手段によってステ
ージＩに作用する変位力Ｆ ｎは、ステージ１が磁性流
体２から排除されようとする方向くＸ軸方向の負方向、
第２図では左方向）に働き、即し、Ｆ＋＋ ＝ （
ＦＢＩ＋Ｆｌ＋２） ｓ ｉ ｎθとなる。
ステー１ シｌに作用する変位力Ｆｎは、ステージ１が磁性流体２
から排除されようとする方向（Ｘ軸方向の正方向、第２
図では右方向、第３図では上方向）に働き、 即ち、ＦＡ＝ （ＦＡＩ ＋ ＦＡ２） Ｓ ｉ ｎθ
となる。同様に、Ｂ側のステージ支持手段によってステ
ージＩに作用する変位力Ｆ ｎは、ステージ１が磁性流
体２から排除されようとする方向くＸ軸方向の負方向、
第２図では左方向）に働き、即し、Ｆ＋＋ ＝ （
ＦＢＩ＋Ｆｌ＋２） ｓ ｉ ｎθとなる。
ここで、各々の変位力ＦＡ及びＦ、が等しい場合、即ち
、ＦＡ＝ＦＩ］の時には、ステージ■は中央番こ置いて
釣り合った状態になって静止する。また、Ｆ Ａ＞ Ｆ
Ｂの時には、ステージ１ばＸ軸方向の正方向即ちＢ側
（図の右方向）へ移動する。更に、ＦＡ＜ＦＲの時には
、ステージ１はＸ軸方向の負方向部らＡ側（図の左方向
）へ移動する。従って、ステージ支持手段における励磁
コイル５に流す電流の強さを、各々のステージ支持手段
の励２ 磁コイル５に対して増加或いは減少させて変化させれば
、該電流の強ざに応答して各ステージ支持手段に発生ず
る変位力が異なり、従って、ステージ１自体は所定の変
位即ち移動を行い、ステージ１の位置調整が行われる。
、ＦＡ＝ＦＩ］の時には、ステージ■は中央番こ置いて
釣り合った状態になって静止する。また、Ｆ Ａ＞ Ｆ
Ｂの時には、ステージ１ばＸ軸方向の正方向即ちＢ側
（図の右方向）へ移動する。更に、ＦＡ＜ＦＲの時には
、ステージ１はＸ軸方向の負方向部らＡ側（図の左方向
）へ移動する。従って、ステージ支持手段における励磁
コイル５に流す電流の強さを、各々のステージ支持手段
の励２ 磁コイル５に対して増加或いは減少させて変化させれば
、該電流の強ざに応答して各ステージ支持手段に発生ず
る変位力が異なり、従って、ステージ１自体は所定の変
位即ち移動を行い、ステージ１の位置調整が行われる。
第３図に示すように、ステージ可動支持装置におけるＡ
側のステージ支持手段を構成し、可動子であるステージ
１として、質量１０ｇｒで且つテーパ面９を１０°に形
成したアクリル樹脂板を使用し、ステージ支持手段がス
テージ１に与える変位力を測定した。この場合に、励磁
コイル５に与える電流を一定にして、ステージ１のテー
パ面９の端部から鉄心３の中心軸までの距離ｌに対する
変位力Ｆｔ、の測定結果を、第５図に示す。
側のステージ支持手段を構成し、可動子であるステージ
１として、質量１０ｇｒで且つテーパ面９を１０°に形
成したアクリル樹脂板を使用し、ステージ支持手段がス
テージ１に与える変位力を測定した。この場合に、励磁
コイル５に与える電流を一定にして、ステージ１のテー
パ面９の端部から鉄心３の中心軸までの距離ｌに対する
変位力Ｆｔ、の測定結果を、第５図に示す。
また、インディシャル応答を測定した結果を、第６図に
示す。即ち、ステージ１を変位させるために、初期状態
として、第１図のＡ側のステージ支持手段の励磁コイル
５に３００ｍＡ、Ｂ側のステージ支持手段の励磁コイル
５に４００ｍＡの電流を流し、次に、その電流の強さを
反転させて流したものである。
示す。即ち、ステージ１を変位させるために、初期状態
として、第１図のＡ側のステージ支持手段の励磁コイル
５に３００ｍＡ、Ｂ側のステージ支持手段の励磁コイル
５に４００ｍＡの電流を流し、次に、その電流の強さを
反転させて流したものである。
第４図において、この発明によるステージ可動支持装置
が４点支持された実施例が示されている。
が４点支持された実施例が示されている。
このステージ可動支持装置において、ステージ１０ば、
非磁性材料製の正方形の平板から成り且つステージ１０
の４つの外周縁部にはテーパ面９が」二下面に形成され
ている。また、ステージ１０に対してステージ支持手段
の鉄心３は、０点、Ｅ点、Ｄ点及びＦ点で示すように、
順次に９０°の角度をなして配置されている。ステージ
１０が０点の鉄心３とＤ点の鉄心３とによってＹ軸方向
の位置が定められている時でも、ステージ１０はＸ軸方
向の変位に対しては自由に移動可能に構成されており、
この場合に、０点の鉄心３とＤ点の鉄心３とはＸ軸方向
の変位に対しての案内の機能を果たすことができるもの
である。逆に、ステージ１０がＥ点の鉄心３とＦ点の鉄
心３とによってＸ軸方向の位置が定められている時でも
、ステージ１０はＹ軸方向の変位に対しては自由に移動
可能に構成されており、この場合に、Ｅ点の鉄心３とＦ
点の鉄心３とはＹ軸方向の変位に対しての案内の機能を
果たすことができるものである。従って、このステージ
可動支持装置は、ステージ１０を支持すると共に、該ス
テージ１０のＸ−Ｘ方向の移動部ぢ駆動を制御すること
ができるものである。
非磁性材料製の正方形の平板から成り且つステージ１０
の４つの外周縁部にはテーパ面９が」二下面に形成され
ている。また、ステージ１０に対してステージ支持手段
の鉄心３は、０点、Ｅ点、Ｄ点及びＦ点で示すように、
順次に９０°の角度をなして配置されている。ステージ
１０が０点の鉄心３とＤ点の鉄心３とによってＹ軸方向
の位置が定められている時でも、ステージ１０はＸ軸方
向の変位に対しては自由に移動可能に構成されており、
この場合に、０点の鉄心３とＤ点の鉄心３とはＸ軸方向
の変位に対しての案内の機能を果たすことができるもの
である。逆に、ステージ１０がＥ点の鉄心３とＦ点の鉄
心３とによってＸ軸方向の位置が定められている時でも
、ステージ１０はＹ軸方向の変位に対しては自由に移動
可能に構成されており、この場合に、Ｅ点の鉄心３とＦ
点の鉄心３とはＹ軸方向の変位に対しての案内の機能を
果たすことができるものである。従って、このステージ
可動支持装置は、ステージ１０を支持すると共に、該ス
テージ１０のＸ−Ｘ方向の移動部ぢ駆動を制御すること
ができるものである。
次に、第４図に示した実施例を参照して、このステージ
可動支持装置におけるステージ１０の移動調節について
説明する。ステージ１０を移動調節する場合には、ステ
ージ１０の位置を検出する位置センサー１１を、例えば
、ステージ１０の下部に設けてお（。位置センサー１１
は、例えば、Ｘ方向及びＸ方向に反射ミラーを取付け、
光またはレーザを利用してステージ１０のＸ方向とＸ方
向との位置計測を行うように構成することができる。位
置センサー１１によって検出したステージ１０の位置信
号を、コントローラ１５に入力する。
可動支持装置におけるステージ１０の移動調節について
説明する。ステージ１０を移動調節する場合には、ステ
ージ１０の位置を検出する位置センサー１１を、例えば
、ステージ１０の下部に設けてお（。位置センサー１１
は、例えば、Ｘ方向及びＸ方向に反射ミラーを取付け、
光またはレーザを利用してステージ１０のＸ方向とＸ方
向との位置計測を行うように構成することができる。位
置センサー１１によって検出したステージ１０の位置信
号を、コントローラ１５に入力する。
該コントローラ１５に入力されたステージ１０の位置信
号に応答して、コントローラ１５はステージ１０が予め
設定された所定の位置に移動するように指令を発し、該
指令に応じて各励磁コイル５５ へ供給される電流の強さをそれぞれ制御する。各励磁コ
イル５への供給される電流の強さが制御されることによ
って、各鉄心３間の空隙部りに与えられる磁界の強さが
制御され、該磁界の強さに応じて空隙部りに配置された
磁性流体２がステージ１０に作用してステージ１０は、
上記のような作用によって所定の位置へ移動させられる
。
号に応答して、コントローラ１５はステージ１０が予め
設定された所定の位置に移動するように指令を発し、該
指令に応じて各励磁コイル５５ へ供給される電流の強さをそれぞれ制御する。各励磁コ
イル５への供給される電流の強さが制御されることによ
って、各鉄心３間の空隙部りに与えられる磁界の強さが
制御され、該磁界の強さに応じて空隙部りに配置された
磁性流体２がステージ１０に作用してステージ１０は、
上記のような作用によって所定の位置へ移動させられる
。
この発明によるステージ可動支持装置は、上記のように
構成されているので、次のような効果を有する。即ち、
このステージ可動支持装置は、非磁性体から成り且つテ
ーバ面付き縁部を備えたステージと、該ステージの前記
テーバ面付き縁部の複数箇所に位置した鉄心間の各空隙
部に磁界によって保持した磁性流体を有するステージ支
持手段とを有し、前記鉄心に磁界をかけて前記磁性流体
に支持力及び変位力を付勢することによって前記ステー
ジを移動可能に浮上支持するので、所定の磁場の強さの
下で前記ステージは磁場極小の位置に静止し、この位置
から前記ステージを少しでも６ 移動させようとすると、復元力が働いて元の位置に戻り
、前記ステージは丁度空間に三次元的なばねで支えられ
た状態になり、磁性流体はステージに対して摩擦のない
支持装置を提供できると共に、前記各ステージ支持手段
における磁場の強さを種々に変化させることによって、
前記ステージ支持手段に支持されている前記ステージの
位置を移動させることもできる。即ち、磁性流体の磁気
的浮揚現象を有効に利用して、前記ステージ自体を極め
てスムースに且つ迅速に移動、案内させることができ、
或いは正確に所定の位置に保持させることができる。従
って、精度を要求される支持、案内或いは駆動等を行う
ようなＸ−Ｙ軸方向ステージに極めて容易に適用でき、
それ故に、半導体製造装置、検査装置等の設備、装置に
適用して好ましいものであり、しかも装置そのものがコ
ンパクトに且つ付帯設備も大きく或いは多くなることが
なく、装置自体のコストを低減できる。
構成されているので、次のような効果を有する。即ち、
このステージ可動支持装置は、非磁性体から成り且つテ
ーバ面付き縁部を備えたステージと、該ステージの前記
テーバ面付き縁部の複数箇所に位置した鉄心間の各空隙
部に磁界によって保持した磁性流体を有するステージ支
持手段とを有し、前記鉄心に磁界をかけて前記磁性流体
に支持力及び変位力を付勢することによって前記ステー
ジを移動可能に浮上支持するので、所定の磁場の強さの
下で前記ステージは磁場極小の位置に静止し、この位置
から前記ステージを少しでも６ 移動させようとすると、復元力が働いて元の位置に戻り
、前記ステージは丁度空間に三次元的なばねで支えられ
た状態になり、磁性流体はステージに対して摩擦のない
支持装置を提供できると共に、前記各ステージ支持手段
における磁場の強さを種々に変化させることによって、
前記ステージ支持手段に支持されている前記ステージの
位置を移動させることもできる。即ち、磁性流体の磁気
的浮揚現象を有効に利用して、前記ステージ自体を極め
てスムースに且つ迅速に移動、案内させることができ、
或いは正確に所定の位置に保持させることができる。従
って、精度を要求される支持、案内或いは駆動等を行う
ようなＸ−Ｙ軸方向ステージに極めて容易に適用でき、
それ故に、半導体製造装置、検査装置等の設備、装置に
適用して好ましいものであり、しかも装置そのものがコ
ンパクトに且つ付帯設備も大きく或いは多くなることが
なく、装置自体のコストを低減できる。
また、前記鉄心をＣ字型形状に形成し且つ前記鉄心の一
部に永久磁石を挿入し、該永久磁石によって定常磁界を
前記鉄心の空隙部にかけて前記磁性流体を保持したので
、前記磁性流体は励磁コイルが励磁されていない時でも
、常に前記鉄心の空隙部に維持され、取り扱いが容易で
あり且つ装置そのものを簡単に構成できる。また、前記
永久磁石は前記鉄心間の前記空隙部に、所定値のバイア
スをかけた状態にしておく機能を有しており、このステ
ージ可動支持装置の作動時に、前記励磁コイルに付勢す
る磁力を永久磁石骨だけ低減することもできる。
部に永久磁石を挿入し、該永久磁石によって定常磁界を
前記鉄心の空隙部にかけて前記磁性流体を保持したので
、前記磁性流体は励磁コイルが励磁されていない時でも
、常に前記鉄心の空隙部に維持され、取り扱いが容易で
あり且つ装置そのものを簡単に構成できる。また、前記
永久磁石は前記鉄心間の前記空隙部に、所定値のバイア
スをかけた状態にしておく機能を有しており、このステ
ージ可動支持装置の作動時に、前記励磁コイルに付勢す
る磁力を永久磁石骨だけ低減することもできる。
更に、前記鉄心に励磁コイルを巻き、該励磁コイルに供
給する電流の大きさを変えて前記鉄心間の前記各空隙部
に与えられる磁界の強さを各々調節して前記磁性流体の
形状を変化させ、前記ステージを移動調節するものであ
り、前記ステージの位置を検出する位置センサーと、該
位置センサーによる検出信号に応答して前記鉄心間の前
記各空隙部に与えられる磁界の強さを制御して前記ステ
ージの位置を制御するコントローラとから構成したので
、前記ステージ自体の支持、案内、駆動等の姿勢制御を
極めて迅速に且つ正確に自動的に制御卸することができ
る。
給する電流の大きさを変えて前記鉄心間の前記各空隙部
に与えられる磁界の強さを各々調節して前記磁性流体の
形状を変化させ、前記ステージを移動調節するものであ
り、前記ステージの位置を検出する位置センサーと、該
位置センサーによる検出信号に応答して前記鉄心間の前
記各空隙部に与えられる磁界の強さを制御して前記ステ
ージの位置を制御するコントローラとから構成したので
、前記ステージ自体の支持、案内、駆動等の姿勢制御を
極めて迅速に且つ正確に自動的に制御卸することができ
る。
第１図はこの発明によるステージ可動支持装置の一実施
例を示す斜視図、第２図は第１図のステージ可動支持装
置の支持力及び変位力の基本原理を説明するための説明
図、第３図は第１図のステージ可動支持装置の変位力を
測定するだめの説明図、第４図はこの発明によるステー
ジ可動支持装置の別の実施例を示す斜視図、第５図はこ
のステージ可動支持装置の変位力特性を示す線図、及び
第６図はこのステージ可動支持装置のインディシャル応
答を示す線図である。 １ 、 １０−一−−−−−ステージ、２− 磁性流体
、３鉄心、４−−−−−一永久磁石、５−、、、−、、
−励磁コイル、６スペーサ、９−−−−テーパ面、１１
−−−−位置センサー、１５＝−−−コントローラ。
例を示す斜視図、第２図は第１図のステージ可動支持装
置の支持力及び変位力の基本原理を説明するための説明
図、第３図は第１図のステージ可動支持装置の変位力を
測定するだめの説明図、第４図はこの発明によるステー
ジ可動支持装置の別の実施例を示す斜視図、第５図はこ
のステージ可動支持装置の変位力特性を示す線図、及び
第６図はこのステージ可動支持装置のインディシャル応
答を示す線図である。 １ 、 １０−一−−−−−ステージ、２− 磁性流体
、３鉄心、４−−−−−一永久磁石、５−、、、−、、
−励磁コイル、６スペーサ、９−−−−テーパ面、１１
−−−−位置センサー、１５＝−−−コントローラ。
Claims (4)
- （１）非磁性体から成り且つテーパ面付き縁部を備えた
ステージと、該ステージの前記テーパ面付き縁部の複数
箇所に位置した鉄心間の各空隙部に磁界によって保持す
る磁性流体を有するステージ支持手段とを有し、前記鉄
心に磁界をかけて前記磁性流体に支持力及び変位力を付
勢することによって前記ステージを移動可能に浮上支持
することを特徴とするステージ可動支持装置。 - （２）前記鉄心をＣ字型形状に形成し且つ前記鉄心の一
部に永久磁石を挿入し、該永久磁石によって定常磁界を
前記鉄心の空隙部にかけて前記磁性流体を保持したこと
を特徴とする請求項１に記載のステージ可動支持装置。 - （３）前記鉄心に励磁コイルを巻き、該励磁コイルに供
給する電流の大きさを変えて前記鉄心間の前記各空隙部
に与えられる磁界の強さを各々調節して前記磁性流体の
形状を変化させ、前記ステージを移動調節することを特
徴とする請求項１に記載のステージ可動支持装置。 - （４）前記ステージの位置を検出する位置センサーと、
該位置センサーによる検出信号に応答して前記鉄心間の
前記各空隙部に与えられる磁界の強さを制御して前記ス
テージの位置を制御するコントローラとを有することを
特徴とする請求項３に記載のステージ可動支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132679A JP2997273B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | ステージ可動支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132679A JP2997273B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | ステージ可動支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033741A true JPH033741A (ja) | 1991-01-09 |
| JP2997273B2 JP2997273B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=15086977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132679A Expired - Fee Related JP2997273B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | ステージ可動支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997273B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10481654B2 (en) | 2014-03-21 | 2019-11-19 | Huawei Device Co., Ltd. | Holder and mobile terminal |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50138246A (ja) * | 1974-03-29 | 1975-11-04 | ||
| JPS62277503A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Canon Inc | 位置合せ方法および装置 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP1132679A patent/JP2997273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50138246A (ja) * | 1974-03-29 | 1975-11-04 | ||
| JPS62277503A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Canon Inc | 位置合せ方法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10481654B2 (en) | 2014-03-21 | 2019-11-19 | Huawei Device Co., Ltd. | Holder and mobile terminal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2997273B2 (ja) | 2000-01-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |